Dell Unity: Inzicht in dynamische pools (toegewezen RAID) (op te lossen door Dell)

Dynamic Pools

• Dynamic Pool-technologie werd geïntroduceerd in 4.2 Dell Unity OE-code.
• Dynamische pools worden ook wel Mapped RAID en Extent Based RAID genoemd.
• Van Unity OE 4.2 tot en met 5.1 worden dynamic pools alleen ondersteund op fysieke all-flash hardware.
• In OE versie 5.2 is ondersteuning voor dynamic pools op hybride systemen toegevoegd.
• In Unity all-flash-modellen met OE-versie 4.2 of hoger zijn alle nieuwe pools die zijn gemaakt in de Unisphere-gebruikersinterface dynamische groepen en zijn nieuwe pools die zijn gemaakt in de Unisphere CLI en REST API standaard dynamische groepen. Voor hybride systemen met versie 5.2 of hoger is dit het standaardgroepstype bij het maken van groepen in Unisphere.
• Dynamic pools worden ook wel extentgroepen genoemd.
• Dynamische pools vervangen de eerdere pooltechnologie (ook wel traditionele pools genoemd) als het standaardpooltype voor all-flash-systemen met OE-versie 4.2 en hoger en hybride flash-systemen met OE 5.2 en hoger.

Voordelen van dynamisch zwembad ten opzichte van traditionele zwembaden

• Aandrijvingen worden niet verspild, omdat er geen vaste reserveonderdelen nodig zijn.
• Alle schijven in het systeem kunnen aan een pool worden toegevoegd. Dit verlengt de levensduur van de schijven in de pool, omdat de belasting wordt verdeeld over extra schijven.
• De heropbouwtijden zijn sneller dan bij traditionele groepen, omdat de reservecapaciteit voor een dynamische groep wordt verspreid over meerdere schijven in plaats van geconcentreerd op één hot spare-schijf. Meer schijven dragen bij aan het opnieuw opbouwen van een schijf wanneer een schijf defect raakt.
• Pools kunnen meestal worden uitgebreid op basis van de gewenste capaciteit. U kunt bijvoorbeeld één schijf tegelijk toevoegen aan een dynamische pool, wat flexibiliteit en kostenbesparingen voor de provisioning biedt.

Minimaal aantal
schijvenWanneer een dynamic pool wordt gemaakt, is er een minimum aantal stations dat voor elke laag moet worden geselecteerd om de pool te maken. Dit aantal hangt rechtstreeks af van het RAID-type dat voor elke laag is geselecteerd en er wordt een waarschuwing gegeven als niet aan het minimale aantal schijven wordt voldaan.

In de onderstaande tabel ziet u de relatie tussen het RAID-type, de stripe-breedte en het minimumaantal schijven. In deze tabel worden alleen de kleinste stripe-breedtes weergegeven die worden ondersteund en het minimale aantal schijven dat nodig is om deze te maken.

Vóór OE 5.1 reserveerden elke 32 schijven van hetzelfde type binnen een dynamische pool één schijf reserveruimte.
Het minimale aantal schijven is inclusief de toegewezen vrije ruimte.



De instelling voor hot spare capacity is nieuw in de release van Unity OE versie 5.1.
Met de instelling Hot Spare Capacity kunnen gebruikers één schijf (standaard) of twee schijven reserveruimte reserveren voor elke 32 schijven binnen een pool. Dit wordt geselecteerd op het moment dat de groep wordt gemaakt of bij het uitbreiden van een groep met een nieuwe schijflaag.



Systeemschijven:
Voor hybride systemen worden SAS- en NL-SAS-systeemschijven (DPE-schijven 0, 1, 2 en 3) niet ondersteund binnen een dynamic pool. Systeemschijven kunnen nog steeds in traditionele pools worden geplaatst.

Overzicht dynamische poolarchitectuur:
Drive Partnership Groups (DPG)

• Een groep schijven van hetzelfde schijftype die zijn gecombineerd tot een verborgen dynamic pool-object. 
• Elk station binnen een dynamic pool kan slechts deel uitmaken van één schijfpartnerschapsgroep. 
• De schijfpartnerschapsgroep voor een schijf verandert nooit.
• Elke schijfpartnerschapsgroep kan slechts één schijftype bevatten, hoewel verschillende groottes van een bepaald schijftype binnen de groep kunnen worden gecombineerd. 
• Een partnerschapsgroep voor schijven kan maximaal 64 schijven bevatten.

• Wanneer een schijfpartnerschapsgroep vol is, moet een nieuwe groep worden gestart met het minimumaantal schijven voor de RAID-breedte + 1 schijf aan vrije ruimte.

• Het gebruik van verschillende groottes van hetzelfde schijftype in een DPG is toegestaan, maar als een DPG x schijven van 400 GB bevat en slechts 1 schijven van 800 GB, wordt de helft van de omvang van de 800 GB pas gebruikt als er voldoende schijven van dezelfde grootte aanwezig zijn en aan de RAID-breedte voldoen.

• Aangezien elke schijfpartnerschapsgroep slechts één schijftype kan bevatten, worden flash-, SAS- en NL-SAS-schijven in hun eigen schijfpartnerschapsgroepen geplaatst. Er kunnen ook schijven met verschillende draaiende snelheden aan dezelfde dynamische pool worden toegevoegd, maar deze worden om prestatieredenen in hun eigen schijfpartnerschapsgroepen geplaatst. Bijvoorbeeld, 10.000 RPM- en 15.000 RPM-schijven in dezelfde pool worden in verschillende schijfpartnerschapsgroepen geplaatst, ongeacht de schijfgrootte, zoals weergegeven in de onderstaande afbeelding.

Schijfextents

• Een schijfomvang is een deel van een schijf.
• De grootte van een omvang staat vast voor elk schijftype; SAS Flash 3 of SAS Flash 4.
• Het aantal extents per schijf is afhankelijk van het type en de grootte van de schijf.
• Wanneer een dynamic pool wordt gemaakt, wordt elk station in de pool gepartitioneerd in schijfextents.
• Een schijfomvang kan het volgende zijn:
  • Een RAID-omvang
  • Omvang van de vrije ruimte

Omvang van de vrije ruimte

• Voor dynamische pools zijn geen speciale hot spares vereist. Het maakt gebruik van reserveruimte die binnen elke pool is gereserveerd en kan alleen worden gebruikt om een defecte of defecte schijf te vervangen. 
• Het aantal reserveruimtegebieden dat binnen een dynamische groep is gereserveerd, is rechtstreeks afhankelijk van de grootte van de schijven en het aantal schijven binnen de groep.
• Voor elke 32 schijven van hetzelfde type binnen een dynamische pool worden één of twee schijven aan ruimte toegewezen als reserveruimte, afhankelijk van de OE-code zoals eerder beschreven. 
• De hoeveelheid reserveruimte die is gereserveerd zorgt er altijd voor dat de schijf met de grootste bruikbare capaciteit binnen de groep kan worden vervangen met de reserveruimte die binnen de groep overblijft.
• Reserveruimte binnen de schijfpartnerschapsgroep moet worden aangevuld nadat een heropbouw is voltooid, omdat er nu onvoldoende reserveruimte in die groep is.
• Als er een vrije schijf in het systeem aanwezig is en deze even groot of groter is en hetzelfde schijftype heeft als de defecte schijf, wordt deze door de dynamische groep gebruikt om de ontbrekende reserveruimte te vervangen. Nadat de defecte schijf is vervangen, blijft deze vrij in het systeem.
• Als er geen vrije schijven in het systeem aanwezig zijn, verbruikt de dynamische pool na het vervangen van de defecte schijf de nieuwe schijf en wordt de verdeling van de reserveruimtegebieden hersteld.

RAID-gebieden

• Nadat reserveruimte-extents zijn gereserveerd binnen de dynamische pool, worden RAID-extents gemaakt met de resterende schijfextents.
• Een RAID-omvang zijn schijfextents die de stripe-breedte voor een RAID-type voltooien. Als RAID 5 bijvoorbeeld is geselecteerd als het RAID-type en 4+1 is geselecteerd als de stripe-breedte voor de groep, zou het RAID-bereik 5 schijfextents bevatten (4+1). 
• Het RAID-bereik biedt RAID-bescherming voor gebruikersdata die zijn opgeslagen in de dynamische pool en wordt later gebruikt om bruikbare capaciteit aan de pool te bieden voor het maken van storageresources. 
• Een enkel RAID-bereik kan voor beschermingsdoeleinden geen twee schijfextents van één station bevatten. De software zorgt ervoor dat RAID-extents geen twee schijfextents van dezelfde drive bevatten (beheerd door de drive extent pool).
• RAID-bereiken mogen schijfbereiken van slechts één schijfpartnerschapsgroep bevatten. 

Voorbeeld

• Dynamic Pool gemaakt met 6 schijven, ervan uitgaande dat RAID 5 (4+1) is geselecteerd. 
• In dit voorbeeld zijn sommige extents al gereserveerd als reserveruimteextents en worden de eerste drie RAID-extents weergegeven. 
• Elk RAID-bereik in dit voorbeeld bevat 5 schijfextents, vanwege de 4+1 stripe-breedte. 
• De 5 schijfextents worden geselecteerd uit de schijven binnen de schijfpartnerschapsgroep; Er worden geen twee gebieden van hetzelfde station geselecteerd. 
• Ter illustratie: de geselecteerde schijfgebieden zijn in volgorde voor de schijven binnen de groep. 
• Binnen een echt systeem selecteert het algoritme voor dynamische groepen stations uit verschillende schijven, schijnbaar willekeurig binnen de schijfpartnerschapsgroep. 
• 
  Streepbreedte
• Wanneer een dynamic pool wordt gemaakt in Unisphere, selecteert de gebruiker het gewenste RAID-type, maar het systeem selecteert automatisch de stripe-breedte. 
• De breedte van de strip die door het systeem wordt geselecteerd, hangt rechtstreeks af van het aantal schijven dat is geselecteerd bij het maken van de groep. 
• Wanneer bijvoorbeeld RAID 5 wordt geselecteerd tijdens het maken van de pool in Unisphere en er 8 schijven worden geselecteerd, stelt het systeem de stripe-breedte automatisch in op 4+1. Als het aantal schijven 14 of meer was voor RAID 5, wordt een 12+1 geselecteerd. 
• De keuze voor de grotere streepbreedtes zorgt voor meer bruikbare capaciteit. Als u het systeem wilt dwingen een bepaalde breedte te kiezen, selecteert u alleen een specifiek aantal schijven bij het maken van de groep en breidt u de groep vervolgens uit met de resterende schijven of gebruikt u Unisphere CLI of REST API.
• In Unisphere is RAID 6 de standaard en enige optie voor de NL-SAS-capaciteitslaag. Als RAID 1/0 of 5 vereist is voor de capaciteitslaag, kan Unisphere CLI of REST API de pool maken of uitbreiden met NL-SAS-schijven.
• Zodra de groep is gemaakt, wordt het geselecteerde RAID-type ingesteld voor alle huidige en toekomstige schijfpartnerschapsgroepen binnen het groepsniveau. Zodra het RAID-type is ingesteld voor een laag, blijft het gedurende de levensduur van de groep bestaan en kan het later niet meer worden gewijzigd.

Privé-RAID-groep

• Een groep op een Unity-systeem, ongeacht of deze traditioneel of dynamisch is, bestaat uit een of meer privé RAID-groepen en op elke groep één persoonlijke LUN.
• De privé RAID-groep wordt gebruikt om ruimte te bieden aan de private LUN, die ruimte in de vorm van 256 MB segmenten aan de gebruiker biedt voor de toewijzing van storageresources. 
• Binnen dynamische pools wordt een privé-RAID-groep gemaakt met een combinatie van RAID-extents.

Privé-LUN's

• Er wordt een private LUN voor dynamische pool gemaakt op een RAID-groep met dynamische pool:
  • Eén privé-LUN per RAID-groep met dynamische pool
  • Vergelijkbaar met traditionele privé-LUN's binnen een privé-RAID-groep    
• De privé-LUN is verdeeld in segmenten van 256 MB die worden gebruikt om poolstorageresources te maken.
• Net als bij RAID-groepen voor dynamische groepen kan de grootte van de privé-LUN's binnen een groep variëren. Dit is afhankelijk van hoe de groep is gemaakt en uitgebreid.

Architectuur van traditionele versus dynamische pool



Systeem proactief kopiëren in dynamische pools

• Als een station fouten ontvangt boven de interne drempelwaarden van de Dell Unity OE, kan het systeem een proactieve kopieerbewerking starten.
• Een proactieve kopieerbewerking is het proces van het kopiëren van data van een schijf die slecht gaat naar een nieuwe locatie. Zodra de kopieerbewerking is voltooid, zou de software een fout moeten maken op de schijf. 
• Als er een niet-gebonden schijf (reserve) beschikbaar is, wordt deze door de dynamische groep gebruikt. Als dit niet het geval is, gebruikt de groep de vrije ruimte-extents in de groep.
• Tijdens deze bewerking zorgt het systeem ervoor dat het doelstation voor elk RAID-bereik niet al een bereik van hetzelfde RAID-bereik bevat. 

Schijfstoring/opnieuw opbouwen

• Als een schijf mislukt voordat de proactieve kopie is voltooid, wordt een heropbouwbewerking uitgevoerd voor de onvoltooide gekopieerde gebieden. De mislukte schijfheropbouw vindt plaats door de gedegradeerde RAID-bereiken binnen de schijfpartnerschapsgroep opnieuw op te bouwen. 
• Tijdens het opnieuw opbouwen van een RAID-extent, worden de resterende schijfextents binnen de RAID extent gebruikt om de ontbrekende schijfextent opnieuw op te bouwen naar een reserveruimteextent. 
• Zodra dit is voltooid, wordt het bereik van de vrije ruimte onderdeel van het RAID-bereik en wordt het RAID-bereik niet langer aangetast. Aangezien de verschillende RAID-extents die opnieuw moeten worden opgebouwd en de extra ruimteextents verspreid zijn over veel schijven binnen de schijfpartnerschapsgroep, worden veel schijven ingeschakeld om de heropbouwbewerkingen te voltooien.

Pooluitbreiding
Als we een traditionele pool uitbreiden, zijn we gebonden aan de huidige RAID-breedte en moeten we hetzelfde aantal schijven toevoegen als die RAID-groepsgrootte.
In een dynamic pool kan het uitbreiden van de pool zo minimaal zijn als een enkele schijf, afhankelijk van de huidige configuratie.


Slijtage/einde levensduur

• In Dell Unity OE versie 4.2 en hoger worden systeemwaarschuwingsberichten verzonden om 180, 90 en 30 dagen voordat een flashstation naar verwachting 100% is versleten. 
• Na 60 dagen krijgt Dell via Call Home een melding dat de schijf mogelijk 100% versleten is en dat deze moet worden vervangen. Deze waarschuwingen worden voor elke afzonderlijke schijf gegenereerd.
• Als een schijf het einde van zijn bruikbare levensduur nadert op basis van slijtage, kan het systeem een proactieve kopieerbewerking starten om de versleten schijf te vervangen. 
• Met deze proactieve kopie worden geen schijfextents binnen de schijf gekopieerd naar extra ruimte in de groep, maar naar een vrije schijf binnen het systeem, indien beschikbaar. 
• Nadat de proactieve kopieerbewerking is voltooid, is de schijf defect, wordt een waarschuwing gegenereerd, wordt een call home gestart en moet de schijf worden vervangen.
• Het proactief kopiëren om ruimte te besparen binnen de schijfpartnerschapsgroep wordt niet gedaan omdat dit de slijtage van de schijven in de groep alleen maar zou verhogen, die dezelfde mate van slijtage kunnen hebben als de schijf die wordt vervangen. Als er geen geldige reservereserve beschikbaar is, wordt er geen proactieve kopieerbewerking uitgevoerd.

Hybride flash-systemen
In Dell Unity OE 5.2 en hoger zijn wijzigingen aangebracht in de pagina Systeeminstellingen > Storageconfiguratieschijven > voor hybride systemen. Naast de traditionele en dynamische poolinformatie die wordt weergegeven voor all-flash-systemen, wordt bij hybride systemen ook de kolom FAST Cache weergegeven. In de kolom FAST Cache wordt aangegeven hoeveel schijven er zijn geconfigureerd in FAST Cache.



Andere nuttige KBA's voor dynamic pools:

• Dell EMC Unity: Best practices voor dynamische pools voor initiële schijfconfiguratie (op te lossen door gebruiker)
• Dell EMC Unity: Minimale aantal stations voor dynamische pools op wizard maken (op te lossen door gebruiker)
• Dell EMC Unity: Wanneer een schijf defect raakt in een dynamische pool, kunnen de prestaties van de array worden beïnvloed (op te lossen door Dell EMC)
• Dell EMC Unity: Verbetering/overwegingen voor dynamische groepen ten opzichte van traditionele groepen (op te lossen door gebruiker)
• Dell EMC Unity: De herverdeling van een dynamic pool controleren (op te lossen door Dell EMC)
• Dell EMC Unity: Automatisch terugkopiëren van gebruikersextents voor dynamische pool (op te lossen door gebruiker)
• Dell EMC Unity: Een ruwe berekening uitvoeren om bruikbare ruimte in een dynamische storagepool te bepalen. (Op te lossen door gebruiker)

Dell EMC Unity: De dynamische groep geeft een gedegradeerde status weer nadat de heropbouw van de toegewezen RAID is voltooid (op te lossen door gebruiker)

Referentiedocument: DELL EMC UNITY : DYNAMIC POOLS